CN108314182A - 一种新型uasb联合abr颗粒污泥反应器和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，涉及酿造工业废水处理领域，包括第一反应室、第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室，所述第一反应室位于第二反应室下方，中间设置有导流罩，所述第一反应室为导流体提速反应室，使反应室内液体上升流速远远高于传统UASB反应器，强化了废水与微生物之间的接触，大大提高了反应率。本发明进一步公开了一种利用新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理酿造工业废水的方法，与传统方法相比，极大的缩短了处理时间，提高了处理效率，也降低了消耗。

Description

一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器和使用方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器和方法。

背景技术

酒精糟液和曲酒酿造废水，是酒精和曲酒生产排出的废液，含有大量的有机物。固形物含量为5-6％、PH3.5-4.5、CODcr5-6万mg/L、BOD53-4万mg/L，主要污染物包括淀粉、糖类、醇类、醛类、酯类、纤维素等。

酿造废水经预处理进入UASB联合ABR反应器内从絮状转变成颗粒污泥过程是极其复杂的微生物与生化和物化诸多因素共同制约的过程。主要因素影响有PH值、废水性质、水解反应、容积有机负荷、水力负荷等。工艺的稳定性很大程度上取决于培养生成具有优良沉降性能和很高活性的颗粒状污泥。

工业上一般采用UASB反应器对酿酒工业废水进行处理净化。由于厌氧微生物增殖和颗粒污泥形成较慢，多数生产企业在调试过程中反应器启动时间很长，需要几个月的时间，消耗了人力、物力和财力。

为了提高酿酒工业废水的处理效率，充分利用废水中含有的大量有机物，本领域技术致力于开发出一种低耗高效UASB联合ABR颗粒污泥法处理酿造工业废水工艺技术的方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题为提供一种新型的高效低耗的颗粒污泥法处理酿造工业废水装置及相应的处理方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，包括第一反应室、第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室，所述第一反应室位于第二反应室下方，中间设置有导流罩，所述三相分离器与第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室相连，所述第一反应室、第二反应室和ABR反应室均可循环并厌氧消化复杂有机废水，所述第一反应室为复杂有机会废水的入口，复杂有机废水在第一反应室循环反应并进入所述第二反应室，反应消化后的废水进一步进入三相分离器，所述第一反应室为导流提速反应室，升流速度和内部循环效率高于普通UASB反应器，所述三相分离器用于分离气体、液体和固体，所述分离后气体集中于气体储存室，所述分离后的固体沉淀至污泥沉淀区，所述分离后的液体进入ABR反应室继续进行消化。

进一步地，所述复杂有机废水为酿造工业废水。

进一步地，所述三相分离器中的液体通过溢流堰进入ABR反应室。

进一步地，所所述ABR反应室包括推流折板上下导流反应区、污泥沉淀区、消化液回流区和出水区、消化液回流管道、消化液出水管道、污泥外排管道和虹吸管道，所述污泥沉淀区位于ABR反应室底部，所述上下导流反应区为废水消化反应区域，所述消化液回流区和出水区是消化液出水和汇集区域，所述消化液回流管道用于回输消化液，所述消化液出水管道用于排出消化液，污泥外排管道用于排出污泥，所述虹吸管道用于辅助排出消化液。

进一步地，所述气体储存室与沼气管道相连，排出的沼气可用于沼气发电，沼气锅炉烧和居民生活用。

进一步地，所述污泥沉淀区通过污泥外排管道外排污泥，所述污泥外排管道长短不一，该种设计使管道排出的污泥不形成死区，污泥外排管道分布在下层的污泥层内分布均匀没有死角，排泥系统的功能是定期均匀地排出反应室的沉淀剩余污泥。

进一步地，所述第一反应器、第二反应器和三相分离器各设置一个测温点，所述ABR反应室设置两个测温点。

进一步地，所述复杂有机废水在进入反应器前，所述导流提速反应器室pH需达到6.8以上，所述导流提速反应器的pH可通过接种所述污泥外排管道排出的污泥进行调节。

进一步地，所述导流提速反应室下部包括三个圆形布水管道，布水口对准底部，保证射出的水均匀散布，布水均匀能实现微生物与有机废水充分接触。

本发明还提供一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理酿造工业废水的方法，具体过程包括：

第一步：启动和调试设备，控制导流提速反应器中反应液的pH在6.8-7.5之间；

第二步：将酿造工业废水由反应器底部送入导流提速反应室，并与絮状污泥和颗粒污泥均匀混合，大部分的有机物被降解而转化成沼气和二氧化碳，气体沿着导流提速反应室上升的同时与底部颗粒污泥和进水充分混合，实现混合液的内部循环；

第三步：经导流提速反应室处理过的废水会自动的进入第二反应室，进行进一步的生化反应，第二反应室液体中上升的液体污泥颗粒小于第一反应室，第二反应室同时也为第一导流提速反应室和沉淀区之间提供了缓冲，对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用；

第四步：经第二反应室处理后的废水升流进入三相分离器，气体进入上方气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，处理后的消化液进入ABR反应区继续进行生化反应，反应后的气体进入气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，消化液不断循环消化，检测合格后排出，污泥沉淀区的污泥通过污泥外排管道排出。

进一步地，所述ABR反应器为二级厌氧反应器，不需要机械动力再次微生物反应分解使气液固分离，消化液出水CODcr3500以下达到进入好氧颗粒污泥反应器降解反应要求。

所述三个反应器内循环传质效果好，污泥龄长，生物量大，抗冲击负荷能力强，具有很高的容积负荷率。

新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器是升流式厌氧颗粒污泥床+推流式厌氧反应器是在厌氧状态下利用微生物的代谢活动处理废水，与传统UASB反应器相比，它增加了导流提速反应室和推流折板反应室。使反应室内的液体上升流速远远高于传统UASB反应器，强化了废水与微生物之间的接触，提高了反应速率，出水系统是把三相分离器沉淀区液面的上清液均匀地排出反应器顶部的溢流堰，进入ABR推流折板反应室内进行多种微生物交替联合作用以复杂生化降解有机物。

新型UASB联合ABR反应器由第一导流提速反应室和第二反应室叠加而成。相当于两个UASB反应器的上下重叠串联组成。在第一导流提速反应室，气液分离在反应室内加速提升分离反应，不仅有提高表面水力负荷和产气负荷，使污泥与有机物能均匀接触的作用，而且可以避免在高负荷条件下污泥的过量流失有较高的有机负荷，抗冲击能力强。

沼气的提升能实现内循环节能，沼气作为提升的动能，实现生物能混合液的内循环。

处理低浓度废水(CODcr4000)时，循环流量可达进水量的2-4倍，处理高浓度废水(CODcr60000)时，循环流量可达进水流量的8-12倍，因为循环流量与进水在第一反应室充分混合，从而提高了反应器的耐冲击负荷能力。

容积负荷可达25KgCOD/m³·d以上，去除率90-96％，SS去除率87-92％，有机负荷高，可连续和间歇进水。由于酿造曲酒企业每年安全度夏从6月—9月停产90天左右，反应器再次启动只需15天左右恢复正常处理酿造废水。

ABR反应器相当于二级厌氧反应器，不增加机械动力、能耗低，同时和UASB反应器都在一个容器内进行微生物、细菌、反应降解有机物。

设计外污泥外排管道分布均匀，能保证反应器底部沉淀下来的污泥正常外排，不影响反应区内微生物降解有机物，外排污泥对反应器来讲是很重要的一环。

投资费用低，占地面积小。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器的结构示意图；

图2是本发明一个较佳实施例的ABR反应室结构示意图；

图3是本发明一个较佳实施例的反应器进水容积负荷曲线；

图4是本发明一个较佳实施例的反应器进水COD的浓度和去除率曲线。

其中，1、污水调速恒流泵，2、液体流量计，3、回流调速恒流泵，4、液体流量计，5、污泥外排管道(第一反应室、ABR反应室各6个)，6、第一反应室，7第二反应室，8、三相分离器，9、ABR反应室，10、3m处取样点，11、5m处取样点，12、7m处取样点，13、9m处取样点，14、10.8m处取样点，15、三相分离器测温点，16、第二反应室测温点，17、导流提速反应室为测温点，18、溢流堰，19、沼气混合液导流管，20、视镜，21、沼气汇集储存室，22、沼气管道，23、安装维修操作平台，24、出水管道，25、虹吸管道,26、污泥沉淀区，27、导流罩，28、推流折板上下导流反应区，29、ABR反应室测温点，30、消化液回流管道，31、消化液回流区和出水区。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，是本发明的一个较佳实施例的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器的结构示意图。其中污水调速恒流泵1、液体流量计2、回流调速恒流泵3、液体流量计4用于调控和监测污水进出量。污泥外排管道5用于排出污泥沉淀区26自然留下的的污泥。第一反应室6即为导流提速反应室，在反应室内的液体上升流速远远高于传统UASB反应器，强化了废水与微生物之间的接触，提高了反应速率。第一反应室5和第二反应室7之间设置有导流罩27，第二反应室7对第一反应室升流的液体进行继续生化降解。随后液体升流进入三相分离器8，三相分离器8中的消化液通过溢流堰18进入ABR反应室9。在反应器中分别设置3m取样点10、5m取样点11、7m取样点12、9m取样点13、10.8m取样点14，用于监测反应液状态。同时在第一反应室、第二反应室和三相分离器分别设置三个测温点17、测温点16和测温点15，用于检测反应室内温度，便于适时作出调整。在三相分离器8四周设置6个沼气混合液导流管19，顶部设置8个视镜20，用于观测反应器内反应状况和液位高低。沼气汇集于气体储存室21，沼气管道22用于输出沼气。反应器上端还设置一个安装维修操作平台23。在ABR反应室一端设置一个出水管道24，用于排出达标废水，为了便于废水的排出，还设置一个虹吸管道25。

如图2所示，是本发明一个较佳实施例的ABR反应室9的结构示意图，三相反应器8中的消化液经溢流堰18进入ABR反应室9，在ABR反应室9的推流折板上下导流反应区28内进行进一步的生物降解，ABR反应室9设置若干个测温度点29，同时在反应室末端设置有消化液回流区和出水渠31，消化液回流管道30用于回流未充分处理的消化液。消化达标的废液在虹吸管25的辅助下，从出水管道24排出。ABR反应室相当于二级厌氧反应器，不需要机械动力再次微生物反应分解使气液固分离，消化液出水CODcr3500以下达到进入好氧颗粒污泥反应器降解反应要求。

UASB联合ABR颗粒污泥反应器的工作原理：

UASB联合ABR反应器的特点是一个反应器内将有机物的生物降解分为两个阶段，底部一个阶段(第一反应室)导流提速，高速反应，处于高负荷生物降解有机物，上部一个阶段(第二反应室)处于低负荷生物降解有机物，进水由反应器底部进入第一导流提速高速反应室，产生沼气和二氧化碳发酵，微生物菌群正常生理活动，适宜甲烷菌活动的范围内变化，进一步增加有机负荷。产甲烷菌的反应速率与产酸相产物的种类有关，产甲烷菌对不同基质的代谢速率是不同的，对产甲烷菌的研究表明，甲酸、甲醇、甲胺、和乙酸能够直接为甲烷菌所利用，而和产甲烷菌互营共生的产氢产己酸的细菌能够很快地将乙醇、丁酸转化为乙酸供产甲烷菌利用。有研究表明产甲烷菌所产生的甲烷中有70％左右来源于乙酸，产酸相发酵产物中应尽可能避免出现丙酸和乳酸，因为乳酸易转化为丙酸，丙酸的积累容易导致酸败现象，所以在底部进水(pH值3.5-4.5)和UASB联合ABR反应器出水(pH值7.8-8.5)混合调节控制pH值在6.8-7.5，达到甲烷菌要求稳定而接近中性生长环境，使厌氧消化系统具有自我调节能力产生絮状和絮凝团污泥，絮凝团继续生长成为密实的近似球体的颗粒污泥，这一运行期的特点是颗粒污泥大量形成，由下至上逐步充满整个反应器，当容积负荷达到25Kg COD/m³·d以上时，可以认为颗粒污泥已经培养成熟，运行期污泥沉降性能很好。

进水由反应器底部进入第一导流提速反应室与絮状污泥和颗粒污泥均匀混合，大部分有机物在这里被降解而转化为沼气和二氧化碳，所产生的沼气和二氧化碳经第一导流提速反应室升流到第二反应室的集气罩收集，沼气将沿着导流提速反应室上升，沼气上升的同时并与底部的颗粒污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环，内部循环的结果使第一导流提速反应室不仅有很高的生物量，很长的污泥龄，并具有很大的升流速度，使该室内的颗粒污泥完全达到流化状态，从而大大提高第一导流提速反应室去除有机物能力。

经第一导流提速反应室处理过的废水会自动的进入第二厌氧反应室被继续进行处理，第二反应室的液体上升流速经第二个颗粒污泥床(粒径约为1.5-3mm)颗粒小于第一反应室，该室除了继续进行生物反应外，由于上升流速的降低，还充当第一导流提速反应室和沉淀区之间的缓冲段，对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用，废水中的剩余有机物可被第二反应室的厌氧颗粒污泥进一步降解，使废水得到更好的净化，提高出水水质，产生的沼气由第二厌氧反应室的集气罩收集输送到沼气柜进行发电，通过三相分离器进行气液固分离，处理过的消化液进入ABR推流折板式厌氧反应室，进行再次生物反应降解。

UASB联合ABR反应器是在一个厌氧发酵罐内进行微生物菌群反应发酵，产生的沼气、消化液、污泥，从三相分离器进行分离，分离后的消化液经溢流堰流入ABR反应室经过多次上下导流，由多种微生物交替生长和分解有机物，尤其是处于发酵链条末端的产甲烷菌群，使消化液中的微生物分解污水中的有机物，把它再次转化为少量的沼气上升到储气室，污泥下沉到ABR反应室底部，经排泥管道外排储泥池，压滤外运。

UASB联合ABR反应器内排泥系统采用设计安装连接长短不一的污泥外排管道使产生的污泥不形成死区，污泥外排管道分布在下沉的污泥层内分布均匀合理没有死角，排泥系统的功能是定期均匀地排出反应室的沉淀剩余污泥。

UASB联合ABR反应室是完全混合式消化器，使有机废水和微生物处于完全混合状态，与常规消化器相比使活性区颗粒污泥遍布整个消化器，其效率比常规消化器有明显提高，消化器内形成了由厌氧消化细菌和胞外多聚物构成的微生态颗粒污泥，从反应器内取样观测发现多数颗粒污泥的形状为椭圆体和球状，粒径至1.5—3.5mm仔细观测发现每个颗粒的中间是一个絮凝核，核的外围包裹着一层较厚的灰黑色、褐色的胶状物质，在显微镜下观察发现，颗粒污泥内部有分层结构，细菌种类较丰富，细菌排列较紧密，颗粒内部球菌和杆菌较多，外层丝状菌较多。

UASB联合ABR反应器运行的四个重要环节，一是反应器内形成沉降性能良好的絮凝污泥和颗粒污泥。二是产气和进水的均匀分布形成良好的生物能搅动作用。三是合理的三相分离器能使气固液很好的进行分离，污泥沉淀在反应器内。四是ABR反应室把消化液推流进行微生物分解有机物，使末端产甲烷菌群分解消化液中的有机物。

具体实施例：

新型新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器启动调试装置与流程：

采用新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器进行，以高粱、小麦、大米、玉米、瓜干、木薯为原料产生的酿造废水处理，启动调试反应器有效容积为1000m³，由圆柱状碳钢体制成，有效高度为14.8米，反应器通过中温消化发酵(34—36℃)筒体外采用保温层进行保温，以利于碳钢筒体内消化发酵温度控制，废水由调速恒流泵经反应器底部分布器注入，由三相分离器上部溢流堰出水进入ABR推流式反应室。然后流入一沉池，到好氧进水调节池，由泵注入好氧颗粒污泥反应器，处理达标排放。沼气进入到沼气储存柜内，通过气体流量计计量发电。

启动调试废水水质：

启动调试采用安徽金种子酒业股份有限公司生产的酿造酒废水作为原水，启动调试期间的废水水质如下：

pH：3.5-4.5，COD：35000-60000mg/L，BOD：20000-40000mg/L，SS：20000-45000mg/L，挥发酸：350-750mg/L，总糖：5100mg/L，氨氮：350-550mg/L，总磷：190-300

本调试启动实现了新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器工艺设备成套化，自动化控制运行。反应器是设备成套化使用的主体与核心部分。启动调试采用UASB联合ABR反应器有效容积1000m³(第一反应室与第二反应室和三相分离器有效容积为700m³，ABR推流折板反应器有效容积为300m³)，直径为11.2米，高14.8米，有效水深为11米，第一反应室设计导流罩提升，三相分离器设计顶部敞开口直径1.5米，利于分离气和固液，沼气直接进入沼气储存室，沉淀区固液是靠重力沉淀分离，UASB联合ABR反应器顶部内设计一个沼气储存室，利于沼气增加到500-800水柱压力进入到沼气柜进行发电。

进水系统设计在UASB反应器底部，距筒体50cm位于服务面积的中心点分布3个圆形布水管道，每个布水管道之间距离110cm，布水孔口对准筒体底部反射，使射流向四周均匀散布(进水采用不锈钢管道，直径为65mm)，主要由厌氧反应产生沼气和二氧化碳气流推动的液流循环带动均匀上升。

出水系统设计在ABR反应室推流折板末端7.8米、8.3米和8.8米处，各设一个出水管道直径133mm，后又从出水管道上设高度10.3米、10.8米和11.3米处各一个外排出水阀门。然后从反应器顶部8个目视镜观察反应室内的水位高低度，找准定位一个合理的外排出水管道，后把该阀门打开正常外排出消化液进入好氧颗粒污泥反应器处理，达标排放。

根据反应器内的沼气压力差大小，开三个不同高低度的管道其中一个管道阀门外排ABR反应器内的厌氧消化液，阀门上方安装一个U形管道，从U形管道中部开口连接一根直径50mm的虹吸管道高0.5米，利于往外排出消化液。

排泥系统的设计也是很重要的一个环节，使排泥系统不产生死角，定期均匀地排出反应器内的沉淀剩余污泥。

调试启动过程与结果分析：

反应器所用的接种污泥取自安徽金种子酒业股份有限公司环保车间污水处理的污泥，公司采用传统UASB污水处理技术，处理能为1200m³/d接种污泥的浓度为12.0-16.0g/L活性污泥絮体呈深褐色。

新型UASB联合ABR1000m³反应器启动过程中接入厌氧絮体污泥600m³，接种污泥浓度约为12.0-16.0g/L，本次启动采用间歇进水方式，将进水时间分布在前期为4小时进水一次，每次进水10m³—20m³，每天监测进出水指标3次，30天后中期每2小时进水一次，每次进水20m³—30m³，COD去除率80％以上，产气正常45天后进入后期，按设计进水负荷方案逐渐提高进水量和容积负荷，60天后容积负荷达到25.2kgCOD/m³·d，COD去除率达到90-96％，BOD去除率达到93-95％，SS去除率达到87-92％运行稳定。

图3是本发明一个较佳实施例的反应器进水容积负荷曲线，由图3可以看出随着进水COD浓度的进一步提高，容积负荷的变化的幅度也随之有所增大，容积负荷达到25.2kgCOD/m³·d，COD去除率均在95％以上。反应器运行稳定。

图4是本发明一个较佳实施例的反应器进水COD的浓度和去除率曲线。从图4可以看出，UASB联合ABR颗粒污泥反应器启动50天以后进水COD60000mg/L去除率也达到90％以上。在启动开始的前几天，从3米取样点取样检测COD浓度在800以下，pH值在6.8-7.3，沉降比在10-20％，10天—20天从5米取样点取样检测OCD浓度在1000mg/L以下，pH值在7.2-7.5，沉降比在20-30％。30-40天分别从7米、9米取样点取样检测COD浓度在4500mg/L以下，pH值在7.4-7.7，沉降比在25-37％，COD去除率也保持在80％以上。去除效率也相对比较高，随着进水量的进一步增加，反应器开始有大量沼气产生，使污泥和废水得到充分混合，内循环随之形成，而污泥也逐渐适应了该废水的水质。启动60天从7米处取样点取样检测已形成颗粒污泥，从10.8米取样点取样检测COD浓度在3000—4200mg/L，pH值在7.6-8.0，去除率逐渐升高至88-92％。在随后的时间里进水量仍然不断增加，出水COD除个别点出现比较高的数值外，整体呈下降趋势，去除率在92-96％，从5米和7米取样点取样检测发现已生成大量的颗粒污泥，最后进水浓度增加到COD60000mg/L出水稳定在COD2500-3200mg/L，去除率达到95％左右，pH值在7.8-8.5。在调试期间从各个取样点每天取样1—3次，观察，镜检反应生长情况。

UASB联合ABR颗粒污泥反应器pH值的变化：

在厌氧反应器启动的过程中，需要一个相对稳定的pH值环境，pH值是影响厌氧反应器启动的一个重要因素，pH值有太大的波动，产甲烷菌的活动性受到抑制，而中间产物有机酸积累进一步破坏反应器内的酸碱平衡，使产甲烷菌受到更大的抑制，导致调试启动失控。由于本研究中的处理是酿酒废水，而它是一种有机废水，酸性很高，反应器启动开始必须对进水pH值进行调控。所用的方法是反应器底部的接种活性污泥从排泥管道用回流泵抽出进入到进水布水器，再次进入到反应器内进行内循环，pH值达到6.8以上才再次往反应器内进入酿酒废水。(不需要添加碳氨或碱液调节pH值)在正常运转时，由于氨化生化和物化作用产生缓冲剂有自调作用，使pH值上升，挥发酸能准确快速的反应出反应器内部环境的变化，对环境酸度的敏感程度要远大于pH值，在调试运行中把挥发酸作为判断反应器内酸碱平衡的依据。

酿造酒废水pH3.5—4.5，进入到反应器内和回流消化液或启动时的活性污泥混合后，pH值达到6.8-7.0才可正常参与消化反应，出水消化液pH值达到7.8-8.5.

UASB联合ABR颗粒污泥反应器的产沼气情况：

在调试启动进水的第三天，产生少量的沼气，第十五天后产沼气量相对稳定，并入沼气柜送入沼气发电机进行发电，每m³沼气可发2度电，每公斤COD可产0.5m³沼气。

UASB联合ARB颗粒污泥反应器水力停留时间和温度与COD去除率的关系：

随着UASB联合ABR反应器进水量的不断增加，水力停留时间在不断减少，并未对COD的去除率产生很大的影响，而COD去除率却能维持在一个较高的水平，达到92％以上，水力停留时间可以减小到三天。温度对于厌氧反应器的启动和运行有着非常重要的影响，提升反应器温度时，需严格控制提升幅度，以每天不超2℃的速度稳步升高到36℃左右后就趋于稳定了。COD的去除率也逐步升高。

研究结论：

利用酿造废水在新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器中处理，容积负荷高，处理效果好，占地面积小；成熟的污泥颗粒外观看成球体或椭圆状，粒径可以达到1.5—3.5mm，沉降速度约为6-12m/h；完成成套化设计新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理高低浓度有机酿造酒废水；安徽金种子酒业1000m³新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理高浓度有机酿造酒废水已有3年，运行稳定，高效率、低费用、低能耗；与常规废水处理技术相比，新技术运行能耗降低30％以上，投资节约20％以上；每吨废水处理费用降低0.6元以上。

新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器运行特点：

反应器高负荷与颗粒污泥沉降相分离，强化了传质过程，保持了滞留高浓度颗粒污泥，提高了有机负荷；新型UASB联合ARB颗粒污泥反应器内循环作用强化传质效率，增大了水力负荷；通过内循环有较高的有机去除率和较高的颗粒污泥量，改善传质效果，不影响固液分离达到最佳外排污泥量；新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器与常规UASB反应器处理高浓度酿酒废水的运行特性和比较分析；新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器比常规UASB反应器启动时间短，因为反应器内增加了导流罩，形成了两个反应室，相当于两层三项分离器，推流折板反应室相当于二级厌氧反应器。不增加机械动力、能耗低，相当于多级厌氧几个罐组成，都在一个容器内进行微生物细菌反应降解底物。同时提高了反应器的生物量，使厌氧污泥更好的沉淀下来，促进了颗粒污泥的快速形成，减少了污泥流失，缩短了反应器的启动时间，常规UASB的缺陷是传质效率低，容积负荷小，水力上升流速度慢，新型UASB联合ABR反应器加速了内循环，增加了反应区的升流速度，产生的沼气和二氧化碳使颗粒污泥与废水得到充分混合搅动提升，提高了容积负荷，增强了传质过程，达到高速消化污染物，提高了去除率。

总结：

新型UASB联合ABR颗粒污泥法处理酿造废水与常规废水处理工艺相比，容积负荷高、处理效果好、稳定性好、工艺简单易操作、自动化调控、管理方便、占地面积小、适用面广等优点，其研发成功并正常生产处理酿造酒废水是工艺技术设备先进性的进步。

本项目在中试和投入正常处理酿造酒废水基础上探讨出成熟的工艺技术和成套的机械设备，设计和建造新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器1000m³利用高浓度有机酿造废水在反应器内成功培养出颗粒污泥，在颗粒污泥的培养驯化过程中，固液分离沉降性能好，在高低负荷下都有较好的处理效果。

随着反应器的正常运行，活性污泥经过60多天的时间在反应器内培养驯化出颗粒污泥，粒径在培养过程中不断增大，最大粒径达到3—4mm，颗粒污泥指数逐步增多，污泥沉降性能和沉淀速度不断提高，COD、NH+-N(氨氮)去除效果较稳定。颗粒污泥具有良好的处理效率，能够很好地满足出水排放指标的要求。镜检显示颗粒污泥主要以丝状菌为主体，由结构密实地杆状细菌和球菌组成，因而颗粒污泥比较稳定，通过厌氧颗粒污泥反应器的运行，对颗粒污泥的调控驯化培养。合理的设计，节能降耗及其关键技术等各个环节进行实际检验，对反应器进行设计和关键技术问题从小试、中试、到正常投入生产运行处理高浓度有机酿造酒废水。展开深入研究，最终完成了新型UASB联合ABR颗粒污泥法处理酿造工业废水工艺技术设备成套化，自动化，微机控制运行，以促进设备工艺技术，自控研究成果深入的推广市场应用。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，包括第一反应室、第二反应室、ABR反应室、三相分离器、污泥沉淀区和气体储存室，所述第一反应室位于第二反应室下方，中间设置有导流罩，所述三相分离器与第二反应室、ABR反应室、污泥沉淀区和气体储存室相连，所述第一反应室、第二反应室和ABR反应室均可循环并厌氧消化复杂有机废水，所述第一反应室为复杂有机会废水的入口，复杂有机废水在第一反应室循环反应并进入所述第二反应室，反应消化后的废水进一步进入三相分离器，所述第一反应室为导流提速反应室，升流速度和内部循环效率高于普通UASB反应器，所述三相分离器用于分离气体、液体和固体，所述分离后气体集中于气体储存室，所述分离后的固体沉淀至污泥沉淀区，所述分离后的液体进入ABR反应室继续进行消化。

2.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述复杂有机废水为酿造工业废水。

3.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述三相分离器中的液体通过溢流堰进入ABR反应室。

4.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述ABR反应室包括推流折板上下导流反应区、污泥沉淀区、消化液回流区和出水区、消化液回流管道、消化液出水管道、污泥外排管道和虹吸管道，所述污泥沉淀区位于ABR反应室底部，所述上下导流反应区为废水消化反应区域，所述消化液回流区和出水区是消化液出水和汇集区域，所述消化液回流管道用于回输消化液，所述消化液出水管道用于排出消化液，污泥外排管道用于排出污泥，所述虹吸管道用于辅助排出消化液。

5.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述气体储存室与沼气管道相连。

6.如权利要求4所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述污泥沉淀区通过污泥外排管道外排污泥，所述污泥外排管道长短不一。

7.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述第一反应器、第二反应器和三相分离器各设置一个测温点，所述ABR反应室设置两个测温点。

8.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述复杂有机废水在进入反应器前，所述导流提速反应器室pH需达到6.8以上，所述导流提速反应器的pH可通过接种所述污泥外排管道排出的污泥进行调节。

9.如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器，其特征在于，所述导流提速反应室下部包括三个圆形布水管道，布水口对准底部，保证射出的水均匀散布。

10.一种利用如权利要求1所述的新型UASB联合ABR颗粒污泥反应器处理酿造工业废水的方法，具体过程包括：

第一步：启动和调试设备，控制导流提述反应器中反应液的pH在6.8-7.5之间；

第二步：将酿造工业废水由反应器底部送入导流提速反应室，并与絮状污泥和颗粒污泥均匀混合，大部分的有机物被降解而转化成沼气和二氧化碳，气体沿着导流提速反应室上升的同时与底部颗粒污泥和进水充分混合，实现混合液的内部循环；

第三步：经导流提速反应室处理过的废水会自动的进入第二反应室，进行进一步的生化反应，第二反应室液体中上升的液体污泥颗粒小于第一反应室，第二反应室同时也为第一导流提速反应室和沉淀区之间提供了缓冲，对防止污泥流失及确保沉淀后的出水水质起着重要作用；

第四步：经第二反应室处理后的废水升流进入三相分离器，气体进入上方气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，处理后的消化液进入ABR反应区继续进行生化反应，反应后的气体进入气体储存室，固体自然流入污泥沉淀区，消化液不断循环消化，检测合格后排出，污泥沉淀区的污泥通过污泥外排管道排出。